光学学期考试考纲

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南开大学《光学》考试大纲 考试内容 复习参考书 考研辅导

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《光学》考试大纲一、考试目的本考试是全日制光学硕士专业学位研究生及全日制光子学与光子技术硕士专业学位研究生的入学资格考试之专业基础课。

各语种考生统一用汉语答题。

各招生院校根据考生参加本考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参加第二轮,即复试的考生。

二、考试的性质与范围本考试是测试考生光学知识的尺度参照性水平考试。

考试范围包括本大纲规定的简答、证明、设计和计算水平。

三、考试基本要求1.具备一定光学基础知识。

对光学的基本概念,基本原理,基本计算等内容的掌握程度较高。

2.能够应用光学基础知识解决实际问题。

运用光学等相关物理知识,分析、计算光学问题。

四、考试形式试题采用单项技能测试与综合技能测试相结合的方法,强调考生的基本概念、基本知识的掌握,以及运用知识进行分析、计算、设计等方面的能力。

试题分类参见“考试内容一览表”。

五、考试内容本考试包括三个部分:简答题、证明题、设计题、计算题。

总分150分。

I.简答题1.考试要求考察考生对光学基本概念、原理的掌握程度。

要求考生利用基本概念、基本原理对光学现象进行定性或定量解释。

2.题型要求考生对5个问题进行简要回答。

必要时需要用相关公式、图表等形式进行回答。

每个问题6分,总分30分。

考试时间为约40分钟。

II.证明题1.考试要求根据所需光学知识,对一个特定命题进行证明。

要求学生能够通过公式,图表,语言等手段的综合应用,对该特定命题给出逻辑清晰、公式合理、论述详细的证明。

2.题型试卷提供一个光学命题,要求证明该命题成立、不成立等情形。

共1个小题,共计20分。

考试时间约为20分钟。

【育明教育】中国考研考博专业课辅导第一品牌育明教育官方网站:1III.设计题1.考试要求综合运用光学知识,通过定量分析等方法,设计相关光学实验,实现特定光学应用。

要求借助公式推导,画光路图,列相关图表等手段,对设计方案进行清晰的描述。

2.题型共1小题,共计20分。

考试时间约为30分钟。

Ⅳ.计算题1.考试要求对光学相关问题进行定量计算,并对结论进行分析。

《光学》课程考试大纲

《光学》课程考试大纲

《光学》课程考试大纲《光学》课程考试大纲课程性质:专业基础总学时:64总学分:4开课学期:第三学期适用专业:物理学一、课程描述通过本课程的学习,应使学生掌握光现象的基本概念、基本规律和基本分析计算法子。

使学生熟悉光的波动性与粒子性的基本理论,掌握其规律,对一些基本的光的本性的问题能进行定性分析和定量计算。

二、考试内容及请求考试内容第一章几何光学的基本原理1.1几何光学的基本定律1.2费马原理1.3全反射1.4成像的基本概念1.5光在球面上的折射1.6 光在球面上的反射1.7薄透镜1.8理想光具组考试请求掌握光的传播的基本概念,如光线,波面和光速的实象和虚象,虚物等。

理解光程的物理意义;理解费马原理的物理思想。

掌握光的成像原理。

考试内容第二章眼睛视觉与色觉2.1眼睛2.2色与色觉考试请求了解眼睛构造的一般情况,眼睛的调节机能和简化眼概念。

掌握非正常眼了解光色与五色的由来,了解三基色原理。

考试内容第三章光学仪器的基本原理3.1照相机与投影仪器3.2放大镜目镜3.3显微镜3.3望远镜3.4象差概念考试请求扼要介绍照相机,投影仪和电影放映机的基本构造与作用原理。

理解阐明放大镜,目镜,显微镜的构造,原理和放大本领。

理解光通量,发光强度和亮度基本概念。

考试内容第四章光的干涉4.1光的电磁原理4.2干涉的基本理论4.3杨氏实验4.4菲涅耳双面镜劳埃德镜半波损失4.5空间相干性与时间相干性4.6薄膜干涉概述4.7等倾干涉4.8等厚干涉4.9迈克耳孙干涉仪4.10干涉现象的应用考试请求掌握了解光的干涉现象,阑明光波的时空特性及其表达式。

以杨氏双缝干涉为重点,分析双光束干涉构成的前提和光强分布的特征。

掌握在薄膜干涉中半波损失在光程差公式中体现的前提。

重点掌握等厚干涉(劈尖和牛顿环),的规律机器应用。

考试内容第五章光的衍射5.1光的衍射现象5.2惠更斯一菲涅耳原理5.3夫琅和费单缝衍射5.3夫琅和费双缝衍射5.4光栅光谱5.5夫琅和费圆孔衍射5.6光学仪器的分辨本领5.7晶体对X射线的衍射考试请求掌握光的衍射现象,惠更斯一菲涅耳原理的积分表达式的意义。

825光学考试大纲

825光学考试大纲

825光学考试大纲光学考试大纲通常涵盖了光学的基本理论、实验技术和应用等方面的内容。

下面是一个可能的光学考试大纲的概述,供参考:一、光的基本概念和性质。

1. 光的波粒二象性。

2. 光的传播速度和光程。

3. 光的干涉、衍射和偏振现象。

4. 光的折射和反射定律。

5. 光的吸收、散射和透射。

二、几何光学。

1. 光的传播路径和光线追迹。

2. 光的成像和光学仪器。

3. 薄透镜和透镜组。

4. 光的光斑和光圈。

5. 光的畸变和色差。

6. 光的干涉和衍射在几何光学中的应用。

三、物理光学。

1. 光的波动理论。

2. 光的干涉和衍射现象。

3. 光的偏振和双折射。

4. 光的相干性和相干光源。

5. 光的激光和光纤通信。

四、光学实验技术。

1. 光的测量和检测方法。

2. 光学仪器的调节和校准。

3. 光的干涉、衍射和偏振实验。

4. 光的成像和光学仪器实验。

5. 光的激光和光纤实验。

五、光学应用。

1. 光学仪器和设备的应用。

2. 光学材料和光学器件。

3. 光学成像和光学通信技术。

4. 光学在医学、生物学和材料科学中的应用。

5. 光学在光电子学、光子学和光学工程中的应用。

以上只是一个大致的光学考试大纲概述,实际的大纲可能会根据不同的教育机构、课程设置和考试要求而有所不同。

在备考过程中,建议结合教材、课堂笔记和相关参考资料来全面学习和理解光学的各个方面,同时进行实验实践和习题训练,以便更好地掌握光学知识和技能。

《光学》学期考试考纲

《光学》学期考试考纲

《光学》学期考试考纲第一章 光的干涉一、知识点1、关于光波:(1)光是一种电磁波,且是一种横波。

能引起人的视觉效应的是光的电矢量。

光强即光振动电矢量振幅的平方。

人眼对光的视觉暂停时间约为0.1s 。

(2)可见光波长范围:0076003900A A —,频率范围:Hz Hz 1414101.4105.7⨯⨯—。

(3)普通光源发光机制:A 、波列有限(驰豫时间810-s )。

B 、随机性和不关联性。

C 、普通光源发光包含各种波长和初位相的光波、周期约为1510-s 。

2、关于(光)波的传播与叠加(1)波面、波前:空间中位相相同的点组成的面叫波面。

传播在最前面的波面叫波前,也叫波阵面。

(2)惠更斯原理:波所到的每一点都可以看作发射次级子波的波源,新的波阵面就是前一时刻波面上各点作为次级子波源发光的各波阵面的包迹(切面)。

(3)光程:ct r cnr ===∆υ、光程差:1122r n r n -=δ光程的含义:将光在介质中所走的路程折换成光在相同时间内在真空中所走的路程。

(4)半波损失:在正入射或掠入射的情况下,当光从光疏媒质入射到光密媒质时反射光相对于入射光会出现π的位相差,相当于反射光多走或少走了半个波长的光程。

(5)额外程差:(1)当⎩⎨⎧≥≥≤≤321321n n n n n n 时,额外程差为零 (2)当⎩⎨⎧≥≤312312n n n n n n 、、时,额外程差为2λ(6)简谐振动合成的几种情况A 、振动方向相同、频率相同的简谐振动的合成(干涉、衍射、驻波)B 、振动方向相同、频率不同的简谐振动的合成(频拍(当频率相差很小时,准简谐振动))C 、振动方向垂直、频率相同的简谐振动的合成(合振动矢量末端的轨迹为直线、圆或椭圆)D 、振动方向垂直、频率不同的简谐振动的合成(利萨如图) (7)、振动方向相同的简谐振动的合成方法:a 、瞬时值加法、b 、复数法、c 、旋转矢量法与振幅矢量法 3、光的干涉:当两列波在空中交叠时,在交叠区域出现的稳定的合振动强度有些地方加强,有些地方减弱,这种强度按空间周期性变化的现象叫干涉。

829光学考纲

829光学考纲

829光学考纲
829光学考纲主要包括以下内容:
1. 光的干涉:掌握光的相干性、相干条件及获得相干光的方法,掌握光程、光程差、半波损失及光的干涉条件。

理解杨氏双缝干涉,能确定干涉条纹在屏上的位置,掌握薄膜的等厚干涉和等倾干涉以及增透膜和增反膜。

掌握劈尖干涉,能确定条纹间距及膜的厚度差,了解牛顿环和迈克耳逊干涉仪的工作原理。

2. 光的衍射:了解惠更斯-菲涅耳原理及处理单缝的夫琅和费衍射的半波带法。

理解单缝衍射公式,会分析、确定单缝衍射条纹的位置及缝宽和波长对衍射条纹分布的影响,了解圆孔衍射和光学仪器的分辩本领。

理解光栅衍射公式,会确定光衍射各级明纹的位置,会分析斜入射的情况及光栅衍射的缺级现象。

3. 几何光学的基本原理:包括几何光学的基本定律和费马原理,光在平面上的反射和折射,光在单球面上的反射和折射,薄透镜等。

4. 光波在晶体中的传播及其在各向同性介质界面的反射和折射:包括光波场的数学描述,光波的偏振态,光波在介质界面发生反射和折射时的偏振,偏振器件,光波在晶体中的传播,双折射等。

5. 光的吸收、散射和色散:包括光的吸收,光的散射,光的色散,光的相速和群速等。

6. 热力学第二定律的统计意义和熵的玻尔兹曼表达式以及熵增加原理也需要掌握。

以上内容仅供参考,具体的考纲内容可能会根据考试的要求和年份有所变化,建议咨询相关人员获取准确信息。

高三物理光学考纲要求与例题

高三物理光学考纲要求与例题

A
B
C
D
这里观察到的实际上是薄膜干涉现象
作业10、
• 图中AB表示一直立的平面镜,P1P2是水平放置的米尺(有刻度的一 面朝着平面镜),MN是屏,三者互相平行.屏MN上的ab表示一条竖 直的缝(即a、b之间是透光的.)某人眼睛紧贴米尺上的小孔S(其位 置见图),可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上 用三角板作图求出可看到的部位,并在P1P2上把这部分涂以标志。 因光路可逆,可以把S作为光源 先作S 的虚像S1 再画经过Sa的光线 要画恰好经过b的反射光线 应该先联结S1b,与AB交于K,与 P1P2交于D,再联结SK就是它的入射 光线。 CD就是眼睛可以看到的部分。 K C D
技能要求
• 一、光的频率、波长、光速与光子能量、 光的折射率之间的联系。 • 二、光的电磁说和光子学说的实验依据、 基础理论。
例题一
• • • • •
AC 关于激光的说法中正确的是 [ D ] A、激光一定是横波 B、激光一定是偏振光 C、激光是人工产生的相干光 D、利用激光产生的高压有可能引起核聚变。
例题分析与解答
• 对光电子来说所加电压是反向电压,所以电压表示数 增大则电流表示数减小。 • 据题意 EKm=U0e=mVm2/2 时电流表读数为零
Vm
2U 0 e
m
加了磁场后,R=mVm/eB=d/2时电流表读数为零, 综合此两式得
2U 0 e m d e 8U 0 m m , 2 2. eB 2 m d B
例题分析与解答
• Δ t=2.5s的时间内光束转过角度 Δθ ωΔt
由右图可知本题有两种情况必须考虑。
第一种情况:2.5s内小车从A运动到A1
2π π 2.5 15 60 12

871光学工程综合考试大纲(2020版)

871光学工程综合考试大纲(2020版)

871光学工程综合考试大纲(2020版)1、应用光学的基本定律与概念主要内容:掌握应用光学的基本定律,成像的基本概念和完善成像条件,光路计算与近轴光学系统,球面光学成像系统;掌握各种辐射量和光学量的定义;光路的像差理论的基本概念。

基本要求:重点是应用光学的四个基本定律,近轴光线的光路计算及球面光学成像系统的物象位置关系,各种辐射量和光学量的定义,实际光学系统各种像差的轴上点球差,正弦差和慧差,像散和场曲,畸变,色差等基本概念。

2、理想光学系统主要内容:掌握理想光学系统与共线成像理论,理想光学系统的基点与基面,理想光学系统的物像关系,理想光学系统的放大率,理想光学系统的组合,透镜。

基本要求:重点是实际光学系统的基点位置和焦距计算,各类透镜的光学性质,图解法求像、解析法求像,理想光学系统的组合及放大率。

3、平面与平面系统主要内容:掌握平面镜成像、平行平板、反射棱镜、折射棱镜与光楔。

了解光学材料的光学特性。

基本要求:重点是平面镜、平行平板、反射棱镜、折射棱镜与光楔的成像特性。

4、光学系统的光束限制主要内容:掌握照相系统和光阑,望远镜系统中成像系统的光束的选择,显微镜系统中的光束限制与分析。

基本要求:重点是与成像光束位置和大小相关的术语概念,以及照相系统、望远镜系统、显微镜系统中的光束限制与分析。

5、典型光学系统与现代光学系统主要内容:掌握眼睛及其光学系统的特性,对放大镜、显微镜系统、望远镜系统、目镜、摄影系统、投影系统的物镜和目镜的结构型式及其主要光学参数深入理解。

掌握光电系统的基本组成及光学特性。

基本要求:重点是眼睛、放大镜、显微镜系统、望远镜系统、摄影系统的成像原理及其主要光学参数;并掌握光电系统的基本组成及光学特性。

6、光的干涉和干涉系统主要内容:掌握光波的叠加定律和叠加条件,深入理解干涉、拍频、驻波、偏振等各种现象的产生条件和现象;掌握杨氏干涉实验的产生条件和实验现象;掌握干涉条纹的可见度的定义和影响因素;掌握平板的双光束干涉的基本原理,学会分析典型的双光束干涉系统及其应用;深入理解平行平板的多光束干涉的基本原理,了解其应用。

847光学考试大纲【模板】

847光学考试大纲【模板】

847光学考试大纲适用于光学和光学工程专业Ⅰ考查目标光学考试包括几何光学、波动光学。

要求考生系统掌握本课程的基本理论和方法,并能够运用所学理论和方法分析和解决有关的光学问题。

Ⅱ考试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间本试卷满分为150分,考试时间为180分钟。

二、答题方式答题方式为闭卷、笔试。

三、试卷内容结构几何光学35分波动光学100分光学实验15分四、试卷题型结构计算题占105分简答题占30分实验题占15分Ⅲ考查范围一.总论1.光的本性;2.光学的研究对象与内容;3.光学的发展史;二.几何光学4.几何光学三定律(包括全反射、光路可逆性和自准直原理);5.费马原理的表述以及与几何光学三定律的一致性、物象之间的等光程性;6.惠更斯原理的表述以及对反射定律和折射定律的解释;7.折射率及其意义;色散;8.近(傍)轴光线在球面的反射、折射和成像规律;9.薄透镜(组)成像规律(包括磨镜者公式:焦距与折射率、曲率半径的关系)10.放大镜(目镜)、显微镜和望远镜的光路原理;三.光的干涉11.光波(场)的数学描述;球面波和平面波;12.光强与场强(振幅)的关系;13.波的迭加;14.相干与非相干迭加;15.干涉现象产生的条件和方法;双光束干涉场条纹对比度(反衬度);16.等厚与等倾干涉;Michelson干涉仪;17.多光束干涉;Fabry-Perot干涉仪;18.干涉条纹的形状和间距及其变化;19.光源的宽度和单色性对干涉条纹对比度的影响;光源的相干长度;四.光的衍射20.光的衍射;与干涉的区别和联系;21.衍射的数学描述(Fresnel-Kirchhoff积分公式);22.Babinet原理;23.单缝Fraunhofer衍射的矢量图解法或复数积分法;单缝衍射花样(衍射因子)的特点;24.多缝Fraunhofer(光栅)衍射强度分布;单缝衍射因子与缝间干涉因子;光栅方程;五.光的偏振25.光的偏振26.反射、折射(了解Fresnel公式)中的偏振现象;Brewster角;27.晶体双折射现象;λ/2和λ/4波片;28.各类偏振光的获得和检验;29.偏光干涉;30.干涉、衍射、偏振混合问题;七.光学部分实验31.成像法测量薄透镜焦距或(微小)尺度的误差研究32.全反射法、最小偏向角法或自准直法测定透明材料的折射率;33.利用衍射现象测量光学基本量和其它物理量(λ、尺寸和n等)34.利用Michelson干涉仪上的白光干涉现象测量透明材料厚度;35.用光栅测定谱线波长;36.几种偏振光的产生与检验。

《光学》考核大纲

《光学》考核大纲

光学课程考核大纲一、适应对象1、修完本课程规定内容的物理学专业的本科学生;2、提出并获准免修本课程、申请进行本课程水平考核的物理学专业的本科学生;3、提出并获准副修第二专业、申请进行本课程水平考核的非物理学专业的本科学生。

二' 考核目的考核学生对本课程的基本概念、方法的掌握情况以及理论联系实际的能力。

三'考核形式与方法考核方式将结合考勤、平时作业、期末考试等各个环节进行。

期末考试采用闭卷考试, 时间100分钟。

四' 本课程考核成绩的构成考核方式:闭卷考试,评估以期评成绩为准。

期评成绩(100%)=考勤(占10%) +平时作业(占20%) +期末考试(占70%)。

五、考核内容与要求第一章光的干涉考核内容1、光的相干条件和相干叠加的概念、干涉相长和干涉相消的条件;2、双光束干涉的光强分布的特点;3、等倾干涉和等厚干涉;4、迈克尔逊干涉仪的原理和应用;5、干涉现象的一些实际应用。

考核要求掌握光的干涉的原理,双光束干涉和薄膜干涉的分析计算,能运用光的干涉的原理解决一些实际中的问题。

第二章光的衍射考核内容1、菲涅耳半波带;2、夫琅和费单缝衍射(用半波带法作近似计算);3、平面衍射光栅。

考核要求会用菲涅尔半波带法对衍射光强分布作近似计算,掌握光栅公式,理解光栅光谱中的缺级现象。

第三章几何光学的基本原理考核内容1、光的反射和折射;2、透镜的成像规律及其作图。

考核要求掌握光的反射规律和折射规律(会用费马原理推导),掌握薄透镜的成像规律、成像公式和成像光路图的作法。

第四章光学仪器的基本原理考核内容光学仪器的放大本领和分辨本领。

考核要求掌握光学仪器的放大本领和分辨本领的概念及其计算。

第五章光的偏振考核内容1、自然光与偏振光的概念;2、线偏振片和马吕斯定律;3、光在晶体中的双折射;4、偏振器件(尼科尔,1/4波片和1/2波片);5、椭圆偏振光和圆偏振光;6、偏振光的检验;7、偏振光的干涉。

考核要求理解自然光和偏振光的概念,掌握马吕斯定律,掌握光的五种偏振态的检验方法,掌握偏振光干涉的装置和偏振光干涉的分析计算。

06《光学》考试大纲

06《光学》考试大纲

06 《光学》考试大纲课程编号:02110104 开课院系:物理与电子信息学院课程性质:专业基础课考核方式:闭卷考试适用专业:物理学(师范类专科)执笔人:曾建华开设学期:第四学期审核人:柳仕飞一、课程的教学目的与任务本课程的教学目的是使学生掌握光学的基本概念、基本定理和处理问题的基本方法,并熟练掌握和应用相关知识解决光学问题的能力和技能。

本课程的任务是使学生全面地、系统地掌握光学的基本方法、基本概念和基本规律,具有一定的分析和解决问题的能力,了解国内外光学的发展历史及光学知识在人类社会、科学研究及人们生活中的应用。

二、教材及教学参考书1.教材:姚启钧原著,《光学教程》(第五版),高等教育出版社,2014,8。

2.参考书:(1)赵凯华,钟锡华编,《光学》(上下册),北京大学出版社,2008,12。

(2)郭永康编,《光学》(第二版),高等教育出版社,2012,8。

(3)钟锡华编,《现代光学基础》,北京大学出版社,2004,7。

三、考核内容与考核要求第一章光的干涉(一)知识点1.光波的特性,光波的独立性、叠加性,光波的相干性和非相干性2.分波面双光束干涉,杨氏双缝干涉,相位差和光程差,单色光的干涉花样,干涉级次,条纹间距,条纹的可见度,光波的相干条件,半波损失3.分振幅薄膜干涉,额外程差,等倾干涉的原理及其干涉花样,等厚干涉的原理及其干涉花样,薄膜干涉的应用4.迈克耳孙干涉仪原理、干涉花样及应用5.牛顿环原理、干涉花样及应用(二)考核要求1.了解光波的独立性、叠加性,光波的相干性和非相干性2.理解和掌握光波的相干条件、半波损失和额外程差的概念3.理解杨氏双缝干涉原理,理解相位和光程差的概念及其之间的关系,掌握条纹间距的计算公式4.理解薄膜干涉(等倾和等厚干涉)的原理及其干涉花样,掌握光程差的计算公式5.了解薄膜干涉的一些应用6.理解迈克耳孙干涉仪的原理,掌握其应用公式(光程差改变量的计算公式)7.了解牛顿环的原理和干涉花样第二章光的衍射(一)知识点1.光波的惠更斯—菲涅尔原理2.菲涅尔衍射,菲涅尔半波带3.圆孔和圆屏衍射,直线传播和衍射的区别4.夫琅和费单缝衍射和圆孔衍射,单缝衍射花样和极小位置,圆孔衍射的第一极小位置5.平面衍射光栅,光栅方程,缺级,光栅光谱6.干涉和衍射的联系和区别(二)考核要求1.理解惠更斯—菲涅尔原理,了解菲涅尔衍射,了解菲涅尔半波带2.掌握圆孔衍射中波带数的计算公式3.理解直线传播和衍射的区别,理解干涉和衍射的联系和区别4.掌握单缝衍射的极小位置公式,掌握圆孔衍射的第一极小位置公式5.掌握光栅方程、缺级,利用光栅方程求白光入射的衍射花样中不同波长对应的位置,或屏上的全部条纹数目第三章几何光学的基本原理(一)知识点1.几何光学的基本定律费马原理2.实物、虚物、实像和虚像,3.光在平面上的反射和折射、全反射、光在球面上的反射和折射的成像公式4.光连续在几个球面界面上的折射5.近轴条件下薄透镜的成像公式、横向放大率6.薄透镜的作图求像法(二)考核要求1.掌握几何光学的基本定律2.理解球面(平面)和球面(平面)系统中的物像关系3.掌握近轴成像公式4.不同放大率的关系5.掌握薄透镜的作图求像法第四章光学仪器的基本原理(一)知识点1.助视仪器、显微镜和望远镜的放大本领2.光阑、光曈3.物镜的聚光本领4.助视仪器的像分辨本领、色分辨本领(二)考核要求1.了解基本助视光学仪器的基本原理和结构。

光学工程考试大纲

光学工程考试大纲

命题学院:光电工程学院考试科目代码及名称: 902工程光学一、考试基本要求本门课程的考试旨在考核学生有关应用光学和物理光学方面的基本概念、基本理论和实际解决光学问题的能力。

考生应独立完成考试内容,在回答试卷问题时,要求概念准确,逻辑清楚,必要的解题步骤不能省略,光路图应清晰正确。

二、考试内容和考试要求考试内容以郁道银主编《工程光学》(机械工业出版社)为主,包括应用光学和物理光学两部分,试题内容比例各占50%。

“应用光学”应掌握的重点知识包括:几何光学的基本理论和成像概念、理想光学系统理论、系统中的光束限制、平面和平面系统对成像的影响、像差的基本概念和典型光学系统的性质、成像关系及光束限制等。

具体内容如下:第一章几何光学基本定律与成像概念1.掌握几何光学基本定律的内容、表达式和现象解释:1)光的直线传播定律2)光的独立传播定律3)反射定律和折射定律(全反射及其应用)4)光路的可逆性5)费马原理6)马吕斯定律。

2.了解完善成像条件的概念和相关表述。

3.掌握应用光学中的符号规则,了解单个折射球面的光线光路计算公式(近轴、远轴)。

4.、角放大率γ5.掌握共轴球面系统公式(包括过渡公式、成像放大率公式)。

第二章理想光学系统1.掌握共轴理想光学系统的基点、基面及某些特殊点的性质、共轭关系和经过光线的性质,其中包括:1)无限远的轴上(外)物点、其共轭像点及光线;2)无限远的轴上(外)像点的对应物点及光线的性质;3)物方主平面与像方主平面的性质;4)光学系统的节点及性质。

2.掌握图解法求像的方法,会作图求像。

3.掌握解析法求像方法(牛顿公式、高斯公式)。

4.和角放大率γ的定义、计算公式、物理意义及其与单个折射球面公式的异同,理想光学系统两焦距之间第三章平面与平面系统1.了解平面光学元件的种类和作用。

2.掌握平面镜的成像特点和性质,平面镜的旋转特性,光学杠杆原理和应用.3.掌握平行平板的成像特性,近轴区内的轴向位移公式.4.掌握反射棱镜的种类、基本用途、成像方向判别、等效作用与展开。

物理学专业《光学》考试大纲

物理学专业《光学》考试大纲

物理专业光学考试大纲理学院光学课程建设组2006年7月光学考试大纲一、关于考试要求的说明识记:要求学生能知道本章中有关的名词、概念、原理的含义,并能正确认识和表述。

领会:要求在识记的基础上,能全面把握本章中的基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系。

简明应用:要求在领会的基础上,能运用本章中的基本概念、基本方法中的少量知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题。

综合应用:要求在简单应用的基础上,能运用本章中或几章中学过的多个知识点,综合分析和解决比较复杂的问题或实际应用的问题。

二、考试题型及分数分配选择题(5题、10分)、填空题(5题、10分)、简答题和作图题(3或4题、24分)、计算题(4题、56分)。

三、课程考核办法期末考试(闭卷) 60%,平时作业10%,出勤5%,课堂讨论10%,课程论文15%。

第一章几何光学的基本原理一、考核知识点:反、折射定律、独立传播定律、光路可逆原理、费马原理、惠更斯原理;物、像的概念和性质;光束的同心性;全反射的条件及应用;三棱镜折光特性;符号法则;光在单球面上的反、折射成像规律;高斯公式;牛顿公式;透镜的成像公式;像的横向放大率、角放大率和轴向放大率;拉格朗日-亥姆霍兹定理;光学系统的主点、焦点与节点;作图求像法。

二、考核要求:1、识记:光路可逆原理、独立传播定律;反、折射定律;光束、光线概念;物、像概念;像似深度、侧向位移、纵向位移;全反射临界角;各种棱镜的特点和应用,三棱镜的最小偏向角;透镜的焦点、焦距、光焦度;各种光学系统对应的高斯公式、牛顿公式;理想光学系统的基点、基面和特征。

2、领会:费马原理、惠更斯原理的物理本质;物象共轭和虚实关系;符号法则;透镜的成像规律;作图求像方法。

3、简明应用:运用几何光学基本原理解释相关现象;运用各种光学系统成像公式计算物像性质;运用放大率计算物像变化特征;运用作图方法确定简单光学系统的成像规律。

《光学》考试大纲

《光学》考试大纲
理解光的基本衍射理论,掌握夫琅和费(单缝和圆孔)以及菲涅耳(圆孔和圆屏)衍射的性质以及相关计算,掌握光栅的衍射理论和特点何光学的基本定律,理解球面(平面)和球面(平面)系统中的物像关系,掌握近轴成像公式,不同放大率的关系,理解理想光学系统基本特性,了解三个基点和基面的性质,掌握理想光学系统的物像关系,放大率的计算,掌握理想光学系统组合的计算方法,掌握一般理想光具组的作图求像法。光学系统的像差及光路计算:像差的基本概念,共轴球面光学系统中近轴区的光路计算,共轴球面光学系统中子午面内光线的光路计算;光学系统的光束限制:孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳的作用及其确定方法,视场光阑、入射窗和出射窗的作用及其确定方法,渐晕和景深的概念。
四、光的偏振
了解光的偏正特性,掌握光波的反射和折射的电磁理论处理,理解晶体中光波的传输特性,掌握单轴晶体和双轴晶体的光学性质及其图形表示,理解晶体表面的光波反射和折射理论及特点,了解相关的晶体光学器件,了解偏振光的干涉。
物理与光电工程学院硕士研究生招生考试
考试大纲
科目代码:902科目名称:光学
考试范围:物理光学、应用光学
一、光的干涉
理解光的电磁理论,理解光相干的三个条件,掌握双光束、多光束干涉的特性,条纹分布及特点,理解单层与多层光学薄膜的干涉及其应用,掌握典型的干涉仪的结构与干涉特点,理解光的时间和空间相干性。
二、光的衍射

工程光学考试大纲

工程光学考试大纲

《工程光学》期末考试复习提纲1.第一章:明确光路计算的符号规则,会推导近轴区单个折射球面成像系统阿贝不变量及拉格朗日-亥姆霍兹不变量,明确过渡公式的意义和转换光路关系,知道系统成完善像的条件及几个主要的放大率定义、表达式及其之间的关系。

2.第二章:明确理想光学系统的概念、基点与基面及节点,会利用图解法和解析法求像(重点),会计算多光组组合理想光学系统及透镜组合的焦点与物像方主点位置。

3.第三章:明确平面光学元件的主要功能,会求解和绘图来说明折射棱镜偏向角的最值。

4.第四章:知道各种光阑的定义与名称及主要功能,明确孔径光阑与入瞳、入窗、出瞳、出窗之间的共轭关系。

5.第六章:明确光线光路的计算及像差产生的原因,知道球差的定义与校正。

6.第七章:结合典型光学系统,知道光学系统成像特性和设计要求,物镜和目镜的结构型式及主要光学参数等,尤其要知道结合瑞利判据的仪器分辨率。

7.第八章:了解现代光学系统的主要功能,尤其是光纤光学系统中全反射原理的应用与描述纤芯耦合能力的数值孔径概念。

8.第九章:知道菲涅尔系数描述的光在电介质分界面上的反射和折射,群速度和相速度的概念,结合全反射原理解释光纤中光的耦合,单色光波叠加及偏振的概念。

9.第十章:明确光的相干条件,亮暗条纹形成的机理,知道干涉的类型与分类,知道法布里-珀罗干涉仪、标准具,迈克耳逊干涉仪的原理。

10.第十一章:明确衍射主极大的物理意思,知道惠更斯-菲涅尔原理,明确衍射的分类,光学系统的衍射和分辨本领。

11.第十二章:知道光的偏振现象证实了光的横波性,明确光在晶体中传播的分离,晶体内o光和e光传输的折射率椭球,o光和e光偏振与各自主界面的关系,会利用1/4、1/2波片检偏。

题型说明:作图(4个小题)、简答(5个小题)、计算。

题量在大题10道左右。

四个作图五个简答作为两道大题,剩余全是计算题。

考试时请务必带上铅笔、直尺、橡皮、计算器!祝各位同学考试顺利!(2016年5月31日)。

光学期末考试提纲

光学期末考试提纲

光学期末复习提纲1.1几个基本概念E = Aexp[ —i(ωt+φ0)] 振动E = Aexp[ -i(ω(t-Δt) +φ0)] 波函数更常用的表达式E = Aexp[ -i(wt—k•r +φ0)]时间:T ,f=1/T , ω=2π/T 周期,频率,圆频率空间:λ,1/λ, k=2π/λ波长,波数,角波数(波矢)1.2三个光学基本原理(直线传播、反射折射、全反射)光程(L=nl)与费马原理:由费马原理推导光的反射定律和折射定律费马原理:光总沿着光程最短的路径传播ⅆLⅆx=0证明:反射:光程L=n√(x1−x)2+y12+n√(x2−x)2+y22由费马原理ⅆLⅆx =0得:12√(x1−x)2+y1−22√(x2−x)2+y2=0又sin⁡i1=1√(x1−x)+y12,sin⁡i1′=2√(x2−x)2+y2代入得:sin⁡i1=sin⁡i1′,即i=i′,证毕.折射:L′=n1√(x1−x)2+y12+n2√(x2−x)2+y22由费马原理:ⅆL′ⅆx =0得:112√(x1−x)2+y1−222√(x2−x)2+y2=0又sin i1=1√(x1−x)2+y12⁡⁡,sini2⁡=2√(x2−x)2+y22代入得:n1sin⁡i1−n2sin⁡i2=0,即sin⁡i1sin⁡i2=n2n1,证毕。

1。

3什么是偏振?偏振光的分类(哪几类,怎么分)错误!完全偏振光:错误!平面偏振光(线偏振光):偏振面方位恒定的光,可看成振动方向正交、相位相同(或相反)的两个平面偏振光的合成错误!圆偏振光:偏振面相对于传播方向随时间以圆频率ω旋转,其光矢量末端轨迹位于一个圆。

可看成振幅相等、振动方向正交、相位差为±π/2的两个同频率的平面偏振光合成(正号右旋,负号左旋)错误!椭圆偏振光:偏振面相对于传播方向随时间以圆频率ω旋转,其光矢量末端轨迹位于一个椭圆螺旋线上,在垂直于传播方向的平面上的投影构成一个椭圆.可以看成振幅不相等、振动方向正交、相位差恒定的两个同频率的平面偏振光的合成。

3173光学专业综合考试大纲(2019版)共6页word资料

3173光学专业综合考试大纲(2019版)共6页word资料

3173光学专业综合考试大纲(2019版)一、考试组成高等光学占90分,现代光电子技术占60分,总分150分。

二、高等光学部分的考试大纲(一)考试说明1. 考试性质该入学考试是为北京航空航天大学光学工程一级学科招收博士研究生而设置的。

2、考试对象为参加2019年全国博士研究生入学考试的考生。

3. 评价目标本课程考试的目的是考察学生对高等光学的基本概念、基本原理和基本方法的掌握程度和利用其解决光学领域相关问题的能力。

(二)复习内容及基本要求1、光的电磁理论基础主要内容:光是电磁波的概念、电磁场的基本方程、无源空间中的电磁波动方程、有源空间中的电磁波动方程;电磁场的能量和能流要求:了解光是电磁波的基本概念和起源,熟悉麦克斯韦方程组中各个表达式的物理意义;了解无源空间中和有源空间中的电磁波动方程,掌握方程及各参量的物理意义;掌握能量密度和能流密度的物理意义及两者与电场强度矢量和磁场强度矢量的关系。

难点:光电磁波及光波动的基本概念;波动方程的物理意义;能量传播的表达形式2、无限大各向同性均匀介质中的光波场内容:平面波、球面波与柱面波、光波场的色散、光波场的偏振态与琼斯矢量要求:了解平面波、球面波与柱面波的产生条件及传播形式,掌握各种波的波函数的数学表达式;了解色散的产生原因,掌握群速度和相速度的概念及意义;掌握光偏振态的概念,理解琼斯矩阵的物理意义,学会使用琼斯矩阵分析偏振系统和光的偏振态重点:波函数的表达形式及物理意义;群速度与相速度的区别;琼斯矩阵各个元素的物理意义3、平面光波的反射和折射内容:平面光波在两种电介质分界面上的反射和折射、全反射及倏逝波、古斯汉森位移、光波在分层介质的反射和折射要求:了解平面波在两种电介质分界面上的传播规律,掌握菲涅耳公式和布儒斯特角的来源及物理意义,会用这两个公式分析光波的偏振态及相位变化规律;掌握全反射及倏逝波的物理概念、产生条件和应用方法,了解光子隧道效应及应用;掌握古斯汉森位移的产生产生原因及现象以及与介质波导的联系,会计算全反射时倏逝波的穿透深度和古斯汉森位移;掌握在光学器件表面镀增透膜及镀增反膜的原理,了解镀膜工艺参数(膜的厚度及折射率)的计算方法重点:菲涅耳公式;布儒斯特角、全反射、倏逝波、古斯汉森位移的概念;全反射、倏逝波的应用4、波导中的光波内容:背景、平面介质光波导的光线理论;平面介质光波导的波动理论;光纤的基本结构及光线理论;光纤的波动及模式理论;光纤的种类及特征参数;光纤的耦合理论;光纤的损耗及色散;光纤的偏振特性;光纤通信及传感技术简介。

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光学学期考试考纲Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998《光学》学期考试考纲第一章 光的干涉一、知识点 1、关于光波:(1)光是一种电磁波,且是一种横波。

能引起人的视觉效应的是光的电矢量。

光强即光振动电矢量振幅的平方。

人眼对光的视觉暂停时间约为。

(2)可见光波长范围:076003900A A —,频率范围:Hz Hz 1414101.4105.7⨯⨯—。

(3)普通光源发光机制:A 、波列有限(驰豫时间810-s )。

B 、随机性和不关联性。

C 、普通光源发光包含各种波长和初位相的光波、周期约为1510-s 。

2、关于(光)波的传播与叠加(1)波面、波前:空间中位相相同的点组成的面叫波面。

传播在最前面的波面叫波前,也叫波阵面。

(2)惠更斯原理:波所到的每一点都可以看作发射次级子波的波源,新的波阵面就是前一时刻波面上各点作为次级子波源发光的各波阵面的包迹(切面)。

(3)光程:ct r cnr ===∆υ、光程差:1122r n r n -=δ光程的含义:将光在介质中所走的路程折换成光在相同时间内在真空中所走的路程。

(4)半波损失:在正入射或掠入射的情况下,当光从光疏媒质入射到光密媒质时反射光相对于入射光会出现π的位相差,相当于反射光多走或少走了半个波长的光程。

(5)额外程差:(1)当⎩⎨⎧≥≥≤≤321321n n n n n n 时,额外程差为零 (2)当⎩⎨⎧≥≤312312n n n n n n 、、时,额外程差为2λ(6)简谐振动合成的几种情况A 、振动方向相同、频率相同的简谐振动的合成(干涉、衍射、驻波)B 、振动方向相同、频率不同的简谐振动的合成(频拍(当频率相差很小时,准简谐振动))C 、振动方向垂直、频率相同的简谐振动的合成(合振动矢量末端的轨迹为直线、圆或椭圆)D 、振动方向垂直、频率不同的简谐振动的合成(利萨如图)(7)、振动方向相同的简谐振动的合成方法:a 、瞬时值加法、b 、复数法、c 、旋转矢量法与振幅矢量法3、光的干涉:当两列波在空中交叠时,在交叠区域出现的稳定的合振动强度有些地方加强,有些地方减弱,这种强度按空间周期性变化的现象叫干涉。

(1)相干条件:A 、频率相同;B 、振动方向几乎沿一条直线;C 、在观察时间内初位相差不随时间改变。

(2)获得相干光的两种方法:分波面法、分振幅法(3)满足相干条件的两列光波的合振幅:ϕ∆++=cos 22122212A A A A A (4)极大极小条件:A 、关于位相的极大极小条件⎩⎨⎧+=∆±±==∆πϕπϕ)(极小:、、、、极大:122102j j jB 、关于光程的极大极小条件为:⎪⎩⎪⎨⎧+=∆=±±==∆=21222102λϕπλδλϕπλδ)(、、、、j j j 4、干涉条纹的可见度(对比度、反衬度):minmax minmax I I I I V +-=(1)相干长度:能产生干涉的最大光程差(波列长度L )λλδ∆≈2max各种光源所发光对应的波列长度:白光(01500A =∆λ): 与波长同量级 钠光:L= 低气压镉灯:L=40cm 低气压80Kr 灯光:L=70cm Ne He -激光:几百公里(2)时间相干性:若前后两个时刻传来的光隶属于同一波列, 则它们是相干的,称具有时间相干性。

(3)空间相干性:描述光场中在光的传播路径上空间横向两点在同一时刻光振动的关联程度。

5、分波面法典型实验 (1)杨氏干涉A 、光程差:0r y d=δ B 、条纹等间距:λdr y 0=∆,条纹是等间距的 C 、d r 、0一定时,若用白光做实验,则中央零级仍为白色,而在两侧各级为由紫到红的彩带。

j 较大的λ不同的同级条纹重叠,但不相干。

D 、干涉条纹体现了参与相干叠加的光波间相位差的空间周期分布。

(2)菲涅耳双面镜实验特点:与杨氏干涉条纹特点相同,只是条纹数目有限 (3)洛埃镜实验特点:与杨氏干涉条纹特点相同,只是条纹数目有限。

证明了半波损失的存在6、分振幅薄膜干涉21a a 、两束光的光程差:y(1)光程差:()额外程差额外程差额外程差±-=±=±'-+=12122020212sin 2cos 2i n n d i d n C A n BC AB n δ(2)分类:A 、等倾干涉:λ、0d 不变,21i i 或变化B 、等厚干涉:λ、或21i i 不变,0d 变化C 、等色干涉:021d i i 、或不变,λ变化 (3)等倾干涉特点:A 、可以用面光源B 、干涉条纹的形状是同心圆环C 、级数为内高外低D 、干涉条纹数目有限,21220max -−−→−=λhn j j E 、用白光作实验,同一级条纹内红外紫 F 、干涉条纹内疏外密(4)等厚干涉A 、劈尖光线垂直照射,光程差222λδ±=h n条纹特点:(A )条纹形状是平行于底边的等间距的直线条纹间距:αλαn h l 2sin ≈∆=∆ (B )任意相邻明或暗纹对应的膜厚度差为:nh 2λ=∆(C )厚的地方条纹级数高(D )用白光作实验,同一级上紫下红、交线处为白色或黑色(E )α变大,条纹向底边移动,条纹间距变小;反之条纹向上移动,条纹间距变大d h∆l∆αB 、牛顿圈(环)光线垂直照射,光程差:22cos 2222λλδ-=-=R r i h n 条纹特点:(A )条纹为等厚同心圆环(B )条纹级数为内低外高(C )用白光做实验,同一级,内紫外红 (D )条纹间距rR r 2λ=∆,内疏外密 (E )对于明纹(暗纹也一样),S R r r S λ=-22,数出S 、量出r r S 、,可得R 。

7、迈克尔逊干涉仪(1)“薄膜”由21M M '、构成 (2)相应的1321===n n n ,不考虑额外程差 (3)2G 叫补偿板,方便光程差的计算(4)光源为面光源、21M M '、平行时,h 一定,可得到等倾干涉(5)光源为点光源、21M M '、形成劈尖时,可得到等厚干涉。

(2L 取走) 二、一般要求1、了解光波的性质、可见光波段范围、普通光源的发光机制2、深刻领会波的传播遵循惠更斯原理、光程差的定义及含义、半波损失现象、额外程差、简谐振动合成的几种情况3、知道相干条件、获得相干光的两种方法、满足相干条件的两列光波的合振幅及关于位相和光程的极大极小条件。

4、会求干涉条纹的可见度(对比度、反衬度):minmax minmax I I I I V +-=5、熟练掌握分波面法的典型代表实验杨氏干涉实验的条纹特点6、知道分振幅薄膜干涉的21a a 、两束光的光程差及分振幅薄膜干涉的分类、熟练掌握等厚干涉的劈尖干涉与牛顿环的条纹特点7、了解迈克尔逊干涉仪的结构特征及个部分的作用;知道在迈克尔逊干涉仪上如何实现等倾干涉和等厚干涉 三、较高要求1、理解振幅矢量法求合振动振幅的思想、知道相干条件的推导2、会推导杨氏干涉实验两束光到达屏幕的光程差、条纹间距;会类比杨氏干涉实验解决分波面法的其它实验的问题。

3、从提高干涉条纹的可见度出发,深刻领会光的干涉的时间相干性与空间相干性,并用以分析为什么在分振幅薄膜干涉中只考虑21a a 、两束光的干涉及0d 必须很小的原因。

知道为什么等倾干涉实验可以用面光源。

第二章 光的衍射一、知识点1、光的衍射:光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影并在屏幕上出现光强不均匀分布的现象。

衍射的条件:障碍物的线度(即几何尺寸)与波波长相当。

2、惠更斯—菲涅耳原理:菲涅耳在惠更斯“次波”假设的基础上,补充了描述次波的另一些特征——位相和振幅的半定量表达式,从而发展形成了次波相干叠加原理。

它是衍射理论的基本出发点。

微分形式:()()()ds kr t rQ A K cdE -=ωθcosd 0d积分形式:()()()⎰-=ds kr t rQ A K c E ωθcos复数形式:()()()⎰-=ds e rQ A K c E kr t i ωθ ()Q A 为面S 上的振幅分布函数3、光衍射的分类(1)菲涅耳衍射(近场衍射):0r R 、中有一个量为有限值(2)夫琅和费衍射(远场衍射):0r R 、都为无穷大4、菲涅耳衍射(1)菲涅耳半波带:如图设想将波面S 以PO 为对称轴分成许多环形带,使每两个相邻带的边缘到P 点的距离差为半个波长。

即:213221λ=-==-=--O B O B O B O B O B O B k k 这些环形带就叫菲涅耳半波带。

(2)菲涅耳圆孔衍射近似地第k 个半波带面积为:00r R Rr r R Rr S k k +≈+=∆πλπλ(约为常数);波面S 露出的面积:2πρ则波面S 露出部分包含的半波带数:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≈∆≈R r S k k1102λρπρ (3)菲涅耳圆屏衍射设圆屏刚好挡住个k 半波带,即露出第1+k 到第无穷个的半波带, 故P 点的合振幅为:121+=k a A (4)菲涅耳波带片:合振动的振幅为相应的各半波带在考察点产生的振动振幅之“和”,这样的光学元件叫菲涅耳波带片。

5、夫琅和费单缝衍射如图屏幕在2L 的焦平面上,屏幕上任意一点P 光振动的合振幅为:—0A 整个狭缝所发次波在00=θ方向上的合振、—b 缝宽(1)中央极大位置:00=θ(2)最小值位置: 、、、21sin ±±==k k b k λθ (4)次极大位置:、、、)(21212sin 000=+±≈k k b k λθ(5)光强分布:如图中央极光强占总光强的90%。

(6)条纹角宽度:A 、任一次极大角宽度bλθ≈∆ B 、中央极大角宽度bλθ20≈∆(7)当用白光作光源时,同一干涉极大上条纹出现彩色,并沿外红内紫逐渐展开,中央极大为白色。

(8)屏幕上光强分布由衍射角确定。

故当透镜2L 沿竖直方向平行于屏幕移动时,条纹也随之平行移动;而缝沿竖直方向平行于屏幕移动时,条纹位置不变。

6、平面衍射光栅 (1)衍射装置:(2)每个缝单独存在时的夫琅和费单缝衍射条纹完全重合,但不同缝上的光到屏上同一级条纹的光程不一样,且它们是相干的,因此可以认为光栅衍射条纹是每个缝单独存在时的夫琅和费单缝衍射的相干叠加结果。

(3)屏幕上P 点的光强:v Nv u u A d d N b b A A P sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin 00=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=θλπθλπθλπθλπ(4)光强分布图是单缝衍射调制下多缝干涉的结果: (5)A 、主极大位置: 、、、,210sin ±±==j j d λθB 、极小值位置:、、、、、、,N N j j Nj d 20210sin ±±≠'±±=''=λθ 两主极大之间有()1-N 个极小、()2-N 个次极大(6)半角宽度:一个主极大与其近邻的极小对应的衍射角之差:θλθcos Nd =∆(7)谱线的缺极:MNk j b d ==(约为最简式),当j 取N 的整数倍时对应的衍射极大缺级。

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